IP多媒体子系统与WCDMA核心网融合方案的研究

论文摘要

IP多媒体子系统(IMS)是面向未来的开放式标准化系统。由3GPP R5中首先提出,并且被TISPAN采纳作为FMC的网络架构,是基于SIP协议并能提供IP多媒体应用的,与接入技术无关(支持2G/3G,Wlan,WiMax,固网宽带接入)的系统。基于IMS架构,可以提供IP电话、视频电话、即时消息及共享等业务。随着IP技术的普及,为IMS向个人用户提供IP多媒体等多样化的业务提供了带宽和技术的保证。ITU仅仅对IMS网络完成了标准制定,至于IMS与WCDMA核心层的具体融合方法并未作明确的说明。随着移动网络(尤其是3G)技术的发展,融合的必要性愈来愈突出。在国内该项工作尚处于试验网阶段,且网络融合的过程中伴随着WCDMA网络的演进,使得融合的方案变得复杂且多样。本论文对多种融合方案进行评价,在总结各方案特点的基础上提出一个比较符合现阶段网络实际情况的优化方案。本论文研究是在通信计算机设备通用化的背景下完成的,目前网络计算能力的极大提高为IP协议广泛应用提供了可靠的硬件保障,使信令转换、媒体控制与承载分离等需要消耗大量计算能力的功能实现成为可能,使得WACDMA网元通过改造可以满足演进的需要。本论文通过对ITU定义的IMS网络结构进行分析,了解IMS定义的网元功能;通过对承载网络WCDMA核心网络进行分析,掌握WCDMA网络的网元、接口的功能,熟悉网络演进的技术发展;在对IMS与WCDMA核心网络演进各个阶段融合方案特点进行分析评价的基础上,实现了第一个研究内容“对WCDMA网络电路域/分组域的各种融合的方案进行评价分析,根据网络演进的路线提出合理的融合方案”。其次,在对IMS系统使用的会话控制SIP协议以及鉴权协商Diameter协议工作机制学习研究的基础上,结合对典型业务场景业务的会话控制、媒体协商流程的解析及完善,完成了第二个研究内容“在信令层面完善典型场景的信令流程设计”。通过研究得到以下研究成果:一是结合移动网络的特点以及演进的路线提出符合现网条件的比较可行的网络拓扑的融合改造方案;二是结合典型的业务场景的信令网组网以及业务流程交互完成的详细设计方案。本论文的研究成果为融合过程中网络叠加必须面对的网络拓扑如何构架的问题以及典型业务场景下业务如何开展的问题提供了探索性的解决方案,在国内运营商实际的融合过程中具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题学术和实用意义
• 1.2 国内外现状综述
• 1.3 研究目的
• 1.4 电信运营商网络演进的驱动
• 1.5 网络的标准化构架趋势是IMS 业务开展的基石
• 1.6 开展IMS 业务对于运营商的意义
• 2 IMS 系统功能模块
• 2.1 IMS 体系架构概述
• 2.2 IMS 核心－会话控制功能/应用环境论述
• 3 WCDMA 核心网络及接口分析
• 3.1 移动网络的演进
• 3.2 R4 网络以及网络接口
• 3.3 R4 网络电路域网元接口
• 4 IMS 与WCDMA 核心网络技术融合方案优化
• 4.1 构架在WCDMA－R4 上的IMS 网络拓扑方案选优
• 4.2 关于融合方案的设计
• 5 对接协议以及呼叫流程解析
• 5.1 SIP 概要
• 5.2 SIP 呼叫流程
• 5.3 DIAMETER 协议简介
• 5.4 对于IMS 网络几种呼叫特定环境的信令流程研究
• 6 IMS 与WCDMA 核心网络技术融合信令部分演进及典型业务设计
• 6.1 基于IMS 网络的信令控制层演进研究
• 6.2 WCDMA 网络上IMS 的典型业务实现
• 7 结论与展望
• 7.1 研究结果与结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献